一種基于三端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率均衡控制方法
【專利說(shuō)明】-種基于H端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率均衡控制方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于=端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率均 衡控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)將分布式電源、儲(chǔ)能裝置、負(fù)載及電力電子裝置有機(jī)結(jié)合，形成自愈性強(qiáng)的 可控發(fā)電、用電系統(tǒng)。相對(duì)公共電網(wǎng)，微電網(wǎng)可作為一個(gè)高可控性供電單元，對(duì)公共電網(wǎng)進(jìn) 行有力補(bǔ)充，當(dāng)公共電網(wǎng)失電時(shí)為電網(wǎng)重要負(fù)載提供可靠高質(zhì)量電能。
[0003] 但是，目前在微電網(wǎng)運(yùn)行與控制過(guò)程中，仍然存在著諸多問(wèn)題亟待解決。目前微電 網(wǎng)運(yùn)行與控制過(guò)程中主要存在的問(wèn)題有；一是由于大量風(fēng)能和太陽(yáng)能等間歇式發(fā)電單元的 存在，并且微電網(wǎng)的容量和慣量一般比較小，導(dǎo)致微電網(wǎng)中電能的隨機(jī)性和波動(dòng)性比較大， 引起微電網(wǎng)電壓、頻率和功率的波動(dòng)，從而導(dǎo)致微電網(wǎng)不能穩(wěn)定運(yùn)行。二是微電網(wǎng)具有復(fù)雜 網(wǎng)絡(luò)的特征，各子網(wǎng)中多源和多載實(shí)時(shí)交互作用，導(dǎo)致微電網(wǎng)中的負(fù)載功率分配不均衡，難 于精確控制和管理。=是微電網(wǎng)存在并網(wǎng)運(yùn)行、孤島運(yùn)行、黑啟動(dòng)等多種運(yùn)行場(chǎng)景，當(dāng)該些 運(yùn)行場(chǎng)景相互切換時(shí)，會(huì)導(dǎo)致能量雙向流動(dòng)和沖擊，從而嚴(yán)重影響微電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。 四是微電網(wǎng)中的大多數(shù)分布式電源經(jīng)過(guò)電力電子裝置接入微電網(wǎng)，極易引起諧波問(wèn)題和環(huán) 流問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有方法存在的不足，本發(fā)明提出一種基于=端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率 均衡控制方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是該樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種基于S端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率均衡控制方法，內(nèi)容為：
[0007]A)首先根據(jù)直流母線電壓實(shí)際值Vd。、直流母線電壓額定值Vdc*、光伏電源輸出功 率值Ppv和負(fù)載功率值1\實(shí)時(shí)判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式：
[000引若<0.9^1.且Ppv<Pl，則判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第一種運(yùn)行方 式；
[0009] 若
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于三端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率均衡控制方法，所述的光伏微電網(wǎng)的主電 路由光伏電源、并網(wǎng)逆變器和儲(chǔ)能裝置構(gòu)成；所述的光伏電源由光伏電池、光伏電池并聯(lián)電 容和Boost變換器依次連接構(gòu)成；所述的并網(wǎng)逆變器由直流母線電容、三相電壓型逆變器 主電路和LC濾波電路依次連接構(gòu)成；所述的儲(chǔ)能裝置由儲(chǔ)能單元、半橋式Buck/Boost變換 器和緩沖電容依次連接構(gòu)成； 其特征在于：包括如下步驟： A) 根據(jù)直流母線電壓實(shí)際值Vd。、直流母線電壓額定值Vdc*、光伏電源輸出功率值PP#P 負(fù)載功率值匕實(shí)時(shí)判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式： 若匕/(. < 0.9匕1且Ppv< P y則判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第一種運(yùn)行方式； 若0.9?;. g G < 〇.95<、則判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第二種運(yùn)行方式； 若0.95匕S 4 < 1.05?. ^則判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第三種運(yùn)行方式； 若1.05^；. < 4 < 1.1?. ^則判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第四種運(yùn)行方式； 若G/<. >丨.丨且pPV> p ^則判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第五種運(yùn)行方式； B) 根據(jù)光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式協(xié)同控制光伏微電網(wǎng)中光伏電源，儲(chǔ)能裝置和并網(wǎng) 逆變器這三端的工作狀態(tài)；具體內(nèi)容如下： 若光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第一種運(yùn)行方式，則控制光伏電源工作在MPPT模式； 儲(chǔ)能裝置充電；并網(wǎng)逆變器工作在整流模式，并網(wǎng)逆變器從公共電網(wǎng)吸收功率維持微電網(wǎng) 內(nèi)功率平衡； 若光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第二種運(yùn)行方式，則控制光伏電源工作在MPPT模式； 儲(chǔ)能裝置放電；并網(wǎng)逆變器與公共電網(wǎng)斷開(kāi)，且工作在逆變狀態(tài)，為交流負(fù)載供電； 若光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第三種運(yùn)行方式，則控制光伏電源工作在MPPT模式； 儲(chǔ)能裝置待機(jī)；并網(wǎng)逆變器與公共電網(wǎng)斷開(kāi)，且工作在逆變狀態(tài)，為交流負(fù)載供電； 若光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第四種運(yùn)行方式，則控制光伏電源工作在恒壓模式； 儲(chǔ)能裝置充電；并網(wǎng)逆變器與公共電網(wǎng)斷開(kāi)，且工作在逆變狀態(tài)，為交流負(fù)載供電； 若光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式為第五種運(yùn)行方式，則控制光伏電源工作在MPPT模式； 儲(chǔ)能裝置滿充，處于待機(jī)狀態(tài)；并網(wǎng)逆變器工作在逆變模式，將微電網(wǎng)內(nèi)剩余功率輸送至公 共電網(wǎng)； C) 控制光伏微電網(wǎng)在滿足相應(yīng)的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換條件時(shí)由當(dāng)前的運(yùn)行方式向臨近的運(yùn) 行方式轉(zhuǎn)換，并假設(shè)運(yùn)行方式之間有足夠長(zhǎng)的間隔時(shí)間，儲(chǔ)能單元可以充分充電或者放電； 具體運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換方法為： 1)若光伏微電網(wǎng)的當(dāng)前運(yùn)行方式為第一種運(yùn)行方式：當(dāng)0.9?. < < 0.95?.時(shí)， 則控制并網(wǎng)逆變器與公共電網(wǎng)斷開(kāi)連接，使得光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換至第二種運(yùn)行方式；當(dāng) >丨.丨且!\時(shí)，控制光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換至第五種運(yùn)行方式； 2) 若光伏微電網(wǎng)的當(dāng)前運(yùn)行方式為第二種運(yùn)行方式：當(dāng)0.95<. S &.< 1.05?.時(shí)， 則控制光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換至第三種運(yùn)行方式；當(dāng)Frfe <0.9^；.且Ppv< P 4寸，控制并網(wǎng)逆變器 與公共電網(wǎng)相連，使得光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換至第一種運(yùn)行方式； 3) 若光伏微電網(wǎng)的當(dāng)前運(yùn)行方式為第三種運(yùn)行方式：當(dāng)丨.05<. S 1.1?.時(shí)，控 制光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換至第四種運(yùn)行方式；當(dāng)0.9P=. S < 0.95?;.時(shí)，控制光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換 至第二種運(yùn)行方式； 4) 若光伏微電網(wǎng)的當(dāng)前運(yùn)行方式為第四種運(yùn)行方式：當(dāng)廠&>1.17￡；且？"彡？^ 時(shí)，時(shí)，控制并網(wǎng)逆變器與公共電網(wǎng)相連，使得光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換至第五種運(yùn)行方式；當(dāng) 0.95?. <丨.05/^.時(shí)，控制光伏電源由恒壓模式轉(zhuǎn)換至MPPT模式，使得光伏微電網(wǎng) 轉(zhuǎn)換至第三種運(yùn)行方式； 5) 若光伏微電網(wǎng)的當(dāng)前運(yùn)行方式為第五種運(yùn)行方式：當(dāng)< 0.9?.且PPV< P^t，控 制光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換至第一種運(yùn)行方式；當(dāng)】.05^；；. < < I. IP^.時(shí)，控制光伏電源由MPPT 模式轉(zhuǎn)換至恒壓模式，并網(wǎng)逆變器與公共電網(wǎng)斷開(kāi)連接，使得光伏微電網(wǎng)轉(zhuǎn)換至第四種運(yùn) 行方式； D)將轉(zhuǎn)換后的運(yùn)行方式更新為光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式，轉(zhuǎn)至B)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率均衡控制方法，其特征 在于：所述的儲(chǔ)能裝置充電，直至儲(chǔ)能單元SOC > 90 %時(shí)，儲(chǔ)能裝置停止充電，處于待機(jī)狀 態(tài)；所述的儲(chǔ)能裝置放電，直至儲(chǔ)能單元S0C〈10%時(shí)，儲(chǔ)能裝置停止放電，處于待機(jī)狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率均衡控制方法，其特征 在于：所述的儲(chǔ)能裝置充電過(guò)程中，儲(chǔ)能單元充電控制方法為先恒流后恒壓控制方法，儲(chǔ)能 單元充電初期采取恒流充電模式，隨著充電過(guò)程的進(jìn)行，當(dāng)儲(chǔ)能單元電壓達(dá)到參考值時(shí)，恒 流充電過(guò)程結(jié)束，進(jìn)入恒壓充電模式；所述的儲(chǔ)能裝置放電過(guò)程中，儲(chǔ)能單元放電控制方法 為恒壓控制方法。
【專利摘要】一種基于三端協(xié)同控制的光伏微電網(wǎng)功率均衡控制方法，包括A)根據(jù)光伏微電網(wǎng)直流母線電壓值、直流母線額定電壓值、儲(chǔ)能單元SOC、光伏電源輸出功率與交流負(fù)載功率、判斷光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式；B)根據(jù)光伏微電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行方式，協(xié)同控制光伏微電網(wǎng)中光伏電源，儲(chǔ)能裝置和并網(wǎng)逆變器這三端的工作狀態(tài)；C)控制光伏微電網(wǎng)在滿足相應(yīng)的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換條件時(shí)由當(dāng)前的運(yùn)行方式向臨近的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換；D)將轉(zhuǎn)換后的運(yùn)行方式更新為光伏微電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式，轉(zhuǎn)至B)；該方法能夠使微電網(wǎng)快速無(wú)縫切換至相應(yīng)的運(yùn)行方式來(lái)快速消除運(yùn)行偏差，平衡微電網(wǎng)內(nèi)能量流動(dòng)，減小功率波動(dòng)對(duì)微電網(wǎng)運(yùn)行的影響，維持微電網(wǎng)直流母線電壓的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)功率動(dòng)態(tài)平衡。
【IPC分類】H02J3-46
【公開(kāi)號(hào)】CN104821607
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510249998
【發(fā)明人】閆士杰, 高文忠, 張化光, 黃輝, 閆偉航
【申請(qǐng)人】東北大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月15日